Основные физические параметры, характеризующие состояние атмосферы: температура, влажность, атмосферное давление, плотность воздуха. Методы и средства их измерения у Земли и на высоте. Дистанционные методы зондирования атмосферы. Пространственно-временная изменчивость физических характеристик атмосферы.
Характер изменения давления с высотой. Барометрические формулы. Способы измерения высоты полета. Барометрическая высота. Барическое поле у поверхности Земли, его основные формы.
К числу основных метеорологических величин, наблюдение за которыми у земной поверхности и на высотах и прогнозирование на различные сроки выполняются при метеорологическом обеспечении авиации, относятся температура, влажность воздуха, атмосферное давление. Плотность воздуха не измеряется, а оценивается по значениям указанных величин.
Температура воздуха изменяется как по высоте, так и по горизонтали. Необходимо усвоить понятие градиента температуры и уяснить особенности изменения температуры с высотой, уметь анализировать кривую стратификации атмосферы. Изучить приборы и методы измерения температуры у земли и на высотах, уметь оценивать их точность. Усвоить значение изотермии и инверсии для формирования погоды, знать причины их возникновения.
Влажность воздуха обусловливает возможность образования облачности, осадков, тумана. Следует обратить внимание на различные характеристики влажности и их взаимосвязь. Необходимо изучить методы измерения влажности у земли и на высотах, уметь оценивать их точность. Усвоить влияние влажности на плотность воздуха, уяснить понятие виртуальной температуры и уметь ее рассчитывать.
Атмосферное давление – одна из важнейших для авиации характеристик; пространственно-временные изменения давления определяют погодные условия. Необходимо усвоить единицы измерения давления, приборы для его определения и их погрешности. Уметь выводить и анализировать уравнение статики, барометрические формулы, формулу барической ступени. Усвоить понятие изобарической поверхности, изменение ее положения в пространстве и расчет ее геопотенциальной высоты. Изучить способы измерения высоты полета, усвоить понятие барометрической высоты, знать причины возникновения ошибок барометрического высотомера. Изучить основные формы барического поля: циклон, антициклон, ложбина, гребень, седловина, уметь их выявлять на синоптических картах.
Необходимо обратить внимание на совершенствование методов измерения основных метеорологических величин, на внедрение автоматизированных систем измерения и развитие методов дистанционного зондирования атмосферы, в первую очередь, с применением метеорологических искусственных спутников Земли (МИСЗ) и метеорологических радиолокаторов.
Литература: [1 – 3, 5 – 7, 10].
Вопросы для самопроверки
1. Какие факторы влияют на изменение температуры воздуха?
2. Какие слои в атмосфере называются изотермическими и инверсионными?
3. По каким причинам возникают инверсии температуры?
4. Дайте определение вертикального градиента температуры. Какой знак он имеет в слое инверсии?
5. Как определить температуру на заданном уровне, если известны значение температуры на исходном уровне и вертикальный градиент в слое между исходным и заданным уровнями?
6. Какие приборы используются для измерения температуры воздуха? Какова точность измерения у земли и на высотах?
7. Укажите основные характеристики влажности воздуха. Какие из них являются измеряемыми, а какие – расчетными?
8. Какие приборы и методы используются для измерения влажности воздуха у земной поверхности?
9. Дайте определение атмосферного давления, укажите единицы измерения.
10. Как изменяется атмосферное давление с высотой?
11. Какие приборы используются для измерения давления воздуха у земной поверхности?
12. Как зависит плотность воздуха от температуры, давления, влажности?
13. Приведите формулу Лапласа. Какие задачи решаются с помощью этой формулы?
14. От чего зависит величина барической ступени?
15. Что собой представляет изобарическая поверхность?
16. Дайте определение геопотенциальной высоты изобарической поверхности. В чем заключается разница между изобарами и изогипсами?
17. Укажите основные формы барического поля.
Тема 4. Влияние физических характеристик атмосферы на эксплуатацию ВС
Влияние физических характеристик атмосферы на горизонтальный полет, на взлет и посадку. Зависимость силы тяги двигателей и расхода топлива от атмосферных условий. Влияние физических характеристик атмосферы на показания указателя скорости, на максимальную скорость полета и потолок ВС.
Усвоить влияние плотности воздуха, давления и температуры на аэродинамические силы, потребную воздушную скорость полета, а затем перейти к изучению зависимости силы тяги двигателя, расхода топлива и высоты потолка самолета от физического состояния атмосферы. При этом следует обратить внимание на взаимосвязь указанных характеристик полета, рассмотреть оценки влияния на них температуры и плотности воздуха при горизонтальном полете, взлете и посадке.
Изменчивость температуры воздуха на больших высотах может достигать 20—30°С, а ее неблагоприятное влияние на скорость полета, силу тяги, расход топлива и потолок самолета наиболее сильно сказывается при повышении температуры по сравнению со стандартными значениями. Поэтому при метеорологическом обеспечении полетов информация об областях положительных отклонений температуры воздуха от стандартного значения температуры приобретает первостепенное значение. При составлении расписания движения также целесообразно учитывать среднюю (сезонную) температуру на эшелонах полета по трассе и ее изменчивость для оценки продолжительности полета и повышения регулярности воздушных сообщений.
Литература: [1, 2, 6, 7].
Вопросы для самопроверки
1. Перечислите основные летно-технические характеристики самолета, на которые влияют отклонения температуры, давления и плотности воздуха от стандартных значений.
2. Укажите методические ошибки барометрического высотомера и указателя воздушной скорости.
3. Как зависят сила тяги, взлетно-посадочные характеристики, потолок самолета от распределения температуры и плотности воздуха?
4. Как изменится максимальная скорость полета, если высота полета увеличивается с 5000 до 9000м. Число оборотов двигателя считать постоянным, температуру воздуха - распределенной по СА.
6. Рассчитайте величину часового расхода топлива на высоте 11000м при повышении температуры воздуха на 15°С по сравнению со стандартной температурой, если в условиях СА часовой расход равен 8200 кг/ч.
7. Как изменится потолок самолета с ТРД в реальных условиях по сравнению с условиями СА, если температура воздуха: а) повысится по сравнению со стандартной на 20°С? б) понизится на 25°С?
Тема 5. Ветер и его влияние на эксплуатацию ВС
Ветер и его характеристики. Средства и методы измерения скорости и направления ветра у Земли и на высотах.
Основные закономерности формирования воздушных потоков в барических системах в слое трения и в свободной атмосфере. Характер изменения параметров ветра с высотой. Термический ветер. Местные ветры.
Влияние ветра на взлет и посадку. Сдвиг ветра в нижнем слое атмосферы и его влияние на безопасность взлета и посадки ВС.
Навигационный треугольник скоростей. Влияние ветра на путевую скорость и снос самолета. Понятие об эквивалентном ветре. Аэронавигационное значение струйных течений.
Ветер, оказывающий влияние на все этапы выполнения полета, характеризуется скоростью (измеряется в м/c, км/ч, узлах) и метеорологическим направлением (измеряется в градусах от направления на север до направления «откуда дует»), которое отличается от навигационного на 180°.
Следует изучить силы, приводящие в атмосфере к возникновению ветра, закономерности формирования ветровых потоков в свободной атмосфере и в слое трения в зависимости от особенностей барического поля и от направления действия силы Кориолиса. Усвоить характерные особенности изменения ветра с высотой. Рассмотреть определение термического ветра. Познакомиться с условиями образования бризовой и горно-долинной циркуляции, фенов, боры, ледниковых и стоковых ветров.
При изучении влияния ветра на взлет и посадку следует рассмотреть изменения в зависимости от ветра скоростей отрыва и посадки, времени и длины разбега и пробега. Обратить особое внимание на влияние бокового ветра или его боковой составляющей.
Большое значение для безопасности взлета и посадки современных самолетов имеют сдвиги ветра в нижнем слое атмосферы. Следует изучить определение вертикального и горизонтального сдвигов ветра, разобрать причины влияния на взлет и посадку, критерии опасности. Рассмотреть метеорологические условия возникновения сдвига ветра.
Анализ изменения скорости и направления горизонтального полета самолета под воздействием ветра проводится с помощью построения навигационного треугольника скоростей. Изучить формулы изменения путевой скорости в зависимости от скорости и направления ветра, усвоить понятие эквивалентного ветра. Обратить внимание на аэронавигационное значение струйных течений.
Литература: [1 – 3, 6, 10, 11].
Вопросы для самопроверки
1. Какие приборы используются для измерения ветра у земной поверхности?
2. Какими способами измеряется ветер на высотах?
3. Какие силы, действующие в свободной атмосфере, приводят к возникновению горизонтального движения воздуха?
4. Как влияет сила трения в приземном слое на скорость и направление ветра?
5. Укажите направления движения воздуха в циклонах и антициклонах северного и южного полушарий у земной поверхности и на высотах.
6. Приведите определение термического ветра.
7. Каковы условия образования бризовой и горно-долинной циркуляции, фенов, боры, ледниковых и стоковых ветров?
8. Почему взлет (посадка) самолетов осуществляется против ветра?
9. Как изменяются при встречном ветре время и длина разбега (пробега) по сравнению со стандартными (штилевыми) условиями?
10. Чем обусловлено образование кренящего и разворачивающего моментов при боковом ветре (боковой составляющей)?
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
